应用实时三维经食管超声对二尖瓣脱垂患者的瓣叶及瓣环功能的定量评价

张慧慧，陈　昕，崔翼靖，周文艳，杨　军

（中国医科大学附属第一医院心血管超声科，辽宁 沈阳　110001）

应用实时三维经食管超声对二尖瓣脱垂患者的瓣叶及瓣环功能的定量评价

张慧慧，陈昕，崔翼靖，周文艳，杨军

（中国医科大学附属第一医院心血管超声科，辽宁 沈阳110001）

目的：探讨实时三维经食管超声心动图（RT-3DTEE）定量评价二尖瓣脱垂（MVP）患者的瓣叶及瓣环功能。方法：选取二尖瓣 （MV）形态及功能正常者29例，MVP患者24例，MVP组中根据美国超声心动图协会指南，分为轻度二尖瓣反流（MR）组10例，中重度MR组14例。采用RT-3DTEE定量MV参数，应用MV定量分析软件进行数据分析。结果：MVP患者MV对合储备显著减低，且随MR的加重而进一步减低；瓣叶储备代偿性增加，随MR的增加而增加；MV瓣环收缩功能在轻度反流时无明显改变，在中重度反流时减低。结论：RT-3DTEE技术能定量评价MVP患者的瓣叶及瓣环功能，为深入研究MV功能提供客观理论依据，为手术精确设计提供重要参考信息，为临床工作提供指导意义。

二尖瓣脱垂；超声心动描记术，多普勒，彩色

二尖瓣脱垂（Mitral valve prolapsed，MVP）是临床一种常见的疾病，其发病率约为0.6%～2.4%，由脱垂引起的二尖瓣反流（Mitral regurgitation，MR）是西方国家MR手术中最常见原因，约占60%～70%[1]。二尖瓣 （Mitral valve，MV）是一个复杂的三维立体结构，其形态与MV的功能相关，且MV形态随生理条件的改变发生改变。MV功能是瓣叶、瓣环、腱索及心肌等结构协同作用的结果。目前MVP患者的手术治疗已经逐渐精细化个体化，因而术前全面评价MV功能是指导手术的重要因素。实时三维经食管超声心动图 （Real-time three-dimensional transesophageal echocardiography，RT-3DTEE）能实时动态显示MV的立体结构，获得清晰高分辨率的图像，同时MV定量分析软件分析并计算瓣环、瓣叶的具体参数[2]。本研究旨在应用RT-3DTEE定量评价MV瓣叶及瓣环功能，探讨MV瓣叶及瓣环功能对临床的指导意义，为MV瓣叶及瓣环功能评价提供参数。

1　资料与方法

1.1研究对象

选取2010年5月—2014年12月期间于我科接受TTE和RT-3DTEE检查患者60例，排除图像存在容积拼接伪像者7例，最终纳入53例患者作为研究对象，分为两组。

正常组：MV形态和功能未见异常者29例，其中男22例，女7例，年龄22～60岁，平均 （41.0± 12.6）岁，身高1.50～1.84m，平均（1.72±0.08）m，体质量45～115 kg，平均（73.25±15.99）kg。对照组纳入标准：经胸及经食管超声检查示心内结构及血流未见异常者。

MVP组：MVP患者24例，其中男19例，女5例，年龄29～72岁，平均（50.5±14.7）岁，身高1.60～1.81m，平均（1.69±0.06）m，体质量50～110 kg，平均（70.79±16.60）kg，左心房内径30～67 mm，平均（42.58±9.92）mm，左心室舒张末期内径44～75mm，平均（57.08±9.25）mm；左心室射血分数51%～69%，平均（61.83±5.75）%；其中腱索断裂17例。根据美国超声心动图协会指南[3]，MVP组分为轻度MR组，10例，中重度MR组，14例。

1.2仪器与方法

采用Philips iE33彩色多普勒超声心动图仪，经食管三维探头X7-2t，探头频率2～7MHz，QLab 7.0软件分析系统。受检者均给利多卡因溶液行局部表面麻醉，取左侧卧位，连接心电图进行全程记录。将食管超声探头插入距门齿30～40 cm处，在食管中部长轴切面，首先采用二维超声清晰显示MV及主动脉瓣，然后对MV及主动脉瓣进行实时三维全容积成像，完整包括MV、主动脉瓣及其瓣环。嘱受检者平静呼吸，获取实时三维数据。

1.3数据分析

采用QLab 7.0软件分析系统，选择测量时相，对相应的三维图像进行后处理，得到模式图和相关参数（图1）。整个心动周期分别于舒张早、中、晚和收缩早、中、晚期测量MV 6次[4]。RT-3DTEE参数包括：前叶面积（Area of anterior leaflet，A3DAnt），后叶面积（Area of posterior leaflet，A3DPost），瓣叶暴露面积（Exposed area of leaflets，3ADE），瓣环在二维平面的投影面积 （Area of annulus in projection plane，A2D），瓣环的三维面积 （Area of surface spanning annulus,A3D）。以上参数均用体表面积标准化。

图1　脱垂二尖瓣三维结构（图1a：舒张早期瓣叶及瓣环；图1b：收缩末期瓣叶及瓣环）。Figure 1.Three-dimensional mapping of MVP geometry.

MV对合储备计算方法：MV对合面积（Coaptation，CoapA）为MV完全关闭时前叶与后叶相互对合部分面积的总和。CoapA=（A3DAnt舒张早期+ A3DPost舒张早期）-3ADE收缩末期。MV对合储备为MV对合面积占MV前后叶面积之和的百分比。MV对合储备=CoapA/（A3DAnt舒张早期+A3DPost舒张早期）× 100%。

MV瓣叶储备计算方法：MV完全关闭时前叶与后叶的瓣叶总面积与瓣环面积的百分比。MV瓣叶储备=（A3DAnt收缩晚期+A3DPost收缩晚期）/A2D收缩晚期× 100%。

MV瓣环收缩功能计算方法：一个心动周期中最大MV瓣环面积与最小MV瓣环面积的差值占最大MV瓣环面积的百分比。MV瓣环收缩功能= （A3Dmax-A3Dmin）/A3Dmax×100%。。

由2名观察者随机选取10例受检者分别进行定量分析，进行观察者间的可重复性检验；第一次定量分析6周后，由第1名观察者对相同的10例受检者进行再次MV定量分析，进行观察者内的可重复性检验。

1.4统计方法

采用 SPSS 21统计软件。计量资料均进行正态性检验，符合正态分布，用x±s表示。组间的参数比较采用t检验，采用组内相关系数（Intraclass correlation coefficient，ICC）评价观察者间及观察者内的可重复性；P＜0.05差异有统计学意义。

2　结果

2.1MV对合储备参数比较

2.1.1MVP组与对照组比较

MVP组舒张早期MV瓣叶总面积增大显著，收缩末期3ADE增大显著，差异有统计学意义 （P＜0.05）；MVP组对合面积明显减少，对合储备明显减少，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1MVP组与对照组MV对合储备参数比较（x±s）

注：1：与正常组比较，P＜0.05。

2.1.2MVP组内中重度MR组与轻度MR组比较

中重度MR组舒张早期瓣叶总面积与轻度MR组相比较，舒张早期瓣叶总面积呈增大趋势，3ADE呈增大趋势，但差异无统计学意义（P＞0.05）；中重度MR组对合面积显著减少，对合储备显著减少，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2　MVP组内中重度MR组与轻度MR组对合储备参数比较（±s）

表2　MVP组内中重度MR组与轻度MR组对合储备参数比较（±s）

注：1：与轻度MR比较，P＜0.05。

例数　舒张早期M V瓣叶总面积（m m2/ m2）　收缩末期3 A D E （m m2/ m2）　对合面积（m m2/ m2）　对合储备（%）轻度M R组　1 0 　1 1 8 8 . 5 ± 3 5 2 . 3 　1 0 2 7 . 9 ± 3 5 9 . 4 　1 6 0 . 5 ± 1 7 . 1 　1 4 . 3 ± 3 . 5中重度M R组　1 4 　1 4 1 9 . 5 ± 2 7 9 . 2 　1 2 9 7 . 3 ± 2 6 5 . 4 　1 2 2 . 2 ± 2 8 . 71　8 . 6 ± 1 . 91

2.1.3MVP组对合面积与对合储备关系散点图

MVP组对合面积与对合储备呈显著正相关（R2=0.735，y=0.001x-0.023，P＜0.05）。见图2。

图2　MVP组对合面积与对合储备相关性分析。Figure 2.　Correlations of MV　coaptation reserve with MV coaptation area of MVP group.

2.2MV瓣叶储备参数比较

2.2.1MVP组与对照组比较

MVP组收缩末期MV瓣叶总面积明显增大，收缩末期A2D明显增大，瓣叶储备明显增大，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3　MVP组与对照组瓣叶储备参数比较（±s）

表3　MVP组与对照组瓣叶储备参数比较（±s）

注：1：与正常组比较，P＜0.05。

例数收缩末期M V　收缩末期　瓣叶储备瓣叶总面积（m m2/ m2）　A 2 D （m m2/ m2）　（%）正常组　2 9 　8 6 2 . 2 ± 1 6 6 . 4 　6 7 6 . 4 ± 1 3 3 . 2 　1 . 2 7 ± 0 . 0 6 M V P组　2 4 　1 1 5 0 . 0 ± 3 5 8 . 51　8 0 2 . 6 ± 2 2 8 . 81　1 . 4 2 ± 0 . 0 91

2.2.2MVP组内中重度MR组与轻度MR组比较

MVP中重度MR组收缩末期MV瓣叶总面积明显增大，收缩末期A2D显著增大，收缩末期瓣叶储备增大，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表4。

表4　MVP组内中重度MR组与轻度MR组瓣叶参数比较（±s）

表4　MVP组内中重度MR组与轻度MR组瓣叶参数比较（±s）

注：1：与轻度MR组比较，P＜0.05。

例数　收缩末期M V瓣叶总面积（m m2/ m2）　收缩末期A 2 D （m m2/ m2）　瓣叶储备（%）轻度M R组　1 0 　8 9 8 . 5 ± 1 1 5 . 6 　6 6 2 . 7 ± 9 8 . 0 　1 . 3 5 ± 0 . 0 7中重度M R组　1 4 　3 2 9 . 6 ± 3 6 9 . 31　9 0 2 . 6 ± 2 4 8 . 11　1 . 4 7 ± 0 . 0 91

2.3MV瓣环收缩功能参数比较

见表5。MVP组轻度MR组瓣环收缩功能与对照组比较，瓣环收缩功能无明显变化，差异无统计学意义 （P＞0.05）；MVP组内中重度MR组与对照组比较，瓣环收缩功能显著减低，差异有统计学意义（P＜0.05）。

表5　MV瓣环收缩功能参数比较（±s）

表5　MV瓣环收缩功能参数比较（±s）

注：1：与正常组比较：P＞0.05；2：与正常组比较：P＜0.05。

例数最大瓣环　最小瓣环　瓣环收缩面积（m m2/ m2）　面积（m m2/ m2）　功能（%）正常组　2 9 　7 4 9 . 7 ± 1 2 9 . 9 　5 8 7 . 0 ± 1 2 1 . 7 　2 1 . 8 ± 1 0 . 6轻度M R组　1 0 　6 8 3 . 0 ± 1 2 4 . 9 　5 3 5 . 3 ± 1 2 3 . 7 　2 1 . 9 ± 7 . 71中重度M R组　1 4 　9 3 4 . 3 ± 2 7 7 . 2 　8 1 4 . 5 ± 2 7 4 . 2 　1 3 . 6 ± 4 . 72

2.4重复性检验

观察者间及观察者内的可重复性均良好，观察者间参数A2D、A3D、A3DE、A3DE Ant、A3DE Post的组内相关系数分别为 0.876、0.83、0.913、0.902、0.861；观察者内参数A2D、A3D、A3DE、A3DE Ant、A3DE Post的组内相关系数分别为0.89、0.90、0.87、0.85、0.90。

3　讨论

MR是从左心室向左心房的异常射血，引起相应心室、心房容量负荷过重，分为功能性MR和器质性MR。MVP是器质性MR的常见原因，外科手术是治疗MVP的首选方法，诸多研究表明成形术后瓣膜与置换术后瓣膜在使用寿命上并无显著性差异,因此MV成形术更能使患者受益[5]。MVP患者的成形手术治疗已经逐渐精细化个体化，因而术前全面评价MV瓣叶及瓣环功能是指导手术的重要因素。RT-3DTEE技术能实时清晰显示MV的立体结构，且能较准确定量测量MV瓣叶的各项参数数据[6]。本研究中应用RT-3DTEE对MVP进行定量分析，评价MV瓣叶及瓣环功能。

3.1对合储备

本研究表明MVP组瓣叶面积（舒张早期瓣叶面积及3ADE）均较正常对照组增大。MVP的病理学特征是由于过多无组织的蛋白聚糖沉积在瓣叶松质中[7]，瓣叶结构发生改变瓣叶重塑，脱垂部分向左心房隆起，瓣叶面积增大。但在中重度MR组与轻度MR组中瓣叶面积呈增大趋势，无统计学差异。Lee等[8]在分析MVP患者的RT-3DE时发现MVP组瓣叶面积较正常组均有一定程度增大，伴有明显反流者增大更明显（P＜0.05）。本研究中可能由于样本数较少，所以在中重度MR组与轻度MR组中瓣叶面积无统计学差异。在正常情况下对合面积约占瓣叶总面积的20%～40%，是MV完成闭合功能的主要部位[9]。合理的对合面积是保证MV不发生反流的关键。本研究中MVP组对合面积较对照组显著减小，且中重度MR组对合面积较轻度MR组对合面积亦显著减少。MVP时左心房、室间的压差增加和瓣叶面积的增大均增加了MV的应力，另外MV关闭不全的高速血流冲击进一步使瓣叶面积增大，MV应力不匀，瓣叶牵张，使瓣叶脱垂逐渐加重，引起MR增加，结果导致MV对合面积随MVP反流的加重而减低。对合储备在轻度MR组、中重度MR组与对照组均有明显的差别，且随MR的加重有明显的下降。MVP 组MV对合面积与对合储备呈显著正相关，说明MV对合面积是评估MV对合程度的绝对值，而MV对合储备可以消除MV对合面积的个体差异，间接客观评价MV对合程度。对合储备和反流有相关性系，和体表面积、心脏大小、瓣叶大小并无关系，对合储备能更精确反映有无反流情况下瓣叶的对合情况[10]。

3.2瓣叶储备

正常MV前叶长度大于后叶长度，前、后叶瓣体面积和与瓣环面积保持一定的比例，以保证收缩期前、后叶有一定对合面积，更好地遮盖瓣口。本研究表明MVP组收缩末期MV瓣叶总面积及瓣环面积较对照组增大，且随MR程度的加重而增大。MVP时左房左室之间压力差增大，导致MV瓣环扩张，瓣环面积增大，进一步加重MR。Khabbaz等[11]以术中经食管三维超声心动图动态观察MV瓣环几何构型在全收缩期的变化，发现功能性MR组（Functional mitral regurgitation，FMR）瓣环面积显著大于正常对照组，且瓣环在垂直方向位移减少，说明FMR组瓣环扩大并趋向圆形，三维构型趋向扁平，瓣叶闭合功能减弱。本研究中MVP组中瓣叶储备较对照组增大，且随MR程度的加重而增加。相关文献表明，MVP瓣环增大，高度与联合间径比 （The ratio of annular height to commissural width，AHCWR）减低，瓣环马鞍型结构趋向扁平[12]，使瓣环面积增大，为保证一定的对合面积，瓣环储备代偿性增大。且由上文讨论中提到，对合面积随反流程度的加重而减少，所以中重度MR的瓣环储备比轻度MR增大，以保证一定的瓣叶储备。

3.3瓣环收缩功能

MV瓣环是一个复杂的三维鞍型结构，随心动周期而动态变化[12]。在大多数文献中，MV瓣环面积被假设定义为一个平面结构，但MV瓣环在左室收缩时是马鞍型结构[13]，因此在评估MVP的MV瓣环面积时应该考虑其三维结构的影响。本研究中MVP轻度MR组与对照组相比较，瓣环收缩功能无统计学意义，MVP中重度MR组与对照组比较，瓣环收缩功能显著减低。我们已知瓣环的运动和动态受血流动力学、左房收缩和左室功能的影响[14]，而瓣环的动态决定MV瓣环面积的大小及瓣环收缩功能。MVP轻度MR组中瓣环收缩功能未见明显破坏，当MVP轻度MR时，各项指标尚在代偿范围内；中重度MR时，由于反流程度的加重，反流血流的冲击、左房室功能的减低，使瓣环收缩功能破坏，显著减低。瓣环收缩功能在收缩期时可能对瓣叶的有效闭合起着重要作用，经证实瓣环弹性的缺失可能导致瓣叶对合的延迟和瓣叶应力的增加[15]。随着瓣环收缩功能的减低可能会对瓣叶的对合面积产生一定影响。

本研究局限性：分析过程中采用实时三维全容积图像，呼吸门控技术的采集模式易产生拼接错位或呼吸直接对图像造成影响，使数据分析存在误差；由于例数较少，不能按照MV各个区域脱垂分组进行统计，有待于扩充例数进一步深人研究。

本研究采用RT-3DTEE对MVP患者的MV瓣叶及瓣环功能进行定量分析，结果显示MVP患者MV对合储备显著减低，且随MR的加重而进一步减低；瓣叶储备代偿性增加，随MR的增加而增加；MV瓣环收缩功能在轻度反流时无明显改变，在中重度反流时减低。MV瓣叶及瓣环功能是二尖瓣器结构及心肌协同作用的结果。本研究表明RT-3DTEE能定量评价MV瓣叶及瓣环功能，为深入研究MV功能提供客观理论依据，为手术精确设计提供重要参考信息，为临床工作提供指导意义。

[1]Enriquez-Sarano M,Akins CW,Vahanian A.Mitral regurgitation [J].Lancet,2009,373(4):1382-1394.

[2]陈昕，杨军，孙丹丹，等.实时三维经食管超声心动图对二尖瓣脱垂瓣叶立体结构的定量研究 [J].中国超声医学杂志，2011，9（9）：793-795.

[3]Bonow RO,Carabello BA,Chatterjee K,et al.2008 Focused Update Incorporated In to the ACC/AHA 2006 Guidelines for the Management of Patients With Valvular Heart Disease:A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines(Writing Committee to Revise the1998Guidelines for theManagement of Patients With Valvular Heart Disease)Endorsed by the Society Cardiovascular Anesthesiologists,Society for Cardiovascular Angiography and Interventions,and Society of Thoracic Surgeons[J]．J Am Coll Cardiol,2008,52(13):1-142．

[4]Little SH,Ben Zekry S,Lawrie GM,et al.Dynamic annular geometry and function in patients with mitral regurgitation:Insight from three-dimensional annular tracking[J].J Am Soc Echocardiogr,2010,23(8):872-879.

[5]Suri RM,Schaff HV,Dearani JA.Survival advantage and improved durability of mitral repair for leaflet prolapsed subsets in the current era[J].Ann Thorac Surg,2006,82(3):819-826.

[6]Sugeng L,ShernanSK,Salgo IS.Live 3-dimensional transesophageal echocardiography．Initial experience using the fullysampled matrix array probe[J]．J Am Coil Cardiol,2008,52(6): 446-449.

[7]Gupta V,Barzilla JE,Mendez JS,et al.Abundance and location of proteoglycans and hyaluronan within normal and myxomatous mitral valves[J].Cardiovasc Pathol,2009,18(4):191-197.

[8]Lee AP,Hsiung MC,Salgo IS,et al．Quantitative analysis of mitral valve morphology in mitral valve prolapase with real-time 3-dimensional echocardiography:Importance of annular saddle shape in the pathogenesis of mitral regurgitation[J].Circulation,2013, 127(7):832-841.

[9]Cobey FC,Swaminathan M,Phillips-Bute B,et al.Quantitative assessment of mitral valvecoapationusingthree-dimensional transesophageal echocardiography[J].Ann Thorac Surg,2014,97 (6):1998-2004.

[10]Saito K,Okura H,Watanabe N,et al.Influence of chronic tethering of the mitral valve on mitral leaf let size and coaptation in functional mitral regurgitation[J].JACC Cardiovasc Imaging,2012,5(4):337-345.

[11]Khabbaz KR,Mahmood F,Shakil O,et al.Dynamic 3-Dimensional echocardiographic assessment of mitral annular geometry in patients with functional mitral regurgitation[J].Ann Thorac Surg,2013,95(1):105-110.

[12]Rausch MK,Bothe W,Kvitting JP,et al.Characterization of mitral valve annular dynamics in the beating heart[J].Ann Biomed Eng,2011,39(6):1690-1702.

[13]Kaplan SR,Bashein G,Sheehan FH,et al.Three dimensional echocardiographic assessment of annular shape changes in the normal and regurgitant mitral valve[J].Am Heart J,2000,139 (3):378-387.

[14]Timek TA,Miller DC.Experimental and clinical assessment of mitral annular area and dynamics:What are we actually measuring?[J].Ann Thorac Sug,2001,72(3):966-974.

[15]Chen X,Sun D,Yang J,et al.Preoperative assessment of mitral valve prolapse and chordae rupture using real time threedimensional transesophageal echocardiography[J].Echocardiography,2011,28(9):1003-1010.

Quantitative assessment of mitral valve leaflet and annular function in patients with m itral valve prolapse using real-time three-dimensional transesophageal echocardiography

ZHANG Hui-hui,CHEN Xin,CUI Yi-jing,ZHOU Wen-yan,YANG Jun
(Department of Cardiovascular Ultrasound,the First Hospital of China Medical University,Shenyang 110001,China)

Objective:To assess the mitral valve(MV)leaflet and annular function quantitatively in patients with mitral valve prolapse(MVP)using real-time three-dimensional transesophageal echocardiography(RT-3DTEE).Methods:RT-3DTEE of the MV was acquired in 53 subjects,including 14 patients with MVP and significant mitral regurgitation(MR)(moderate to severe MR group),10 patients with MVP but no or mild MR(mild MR group),and 29 control subjects.The 3-dimensional geometry of MV apparatus was measured with dedicated quantification software.Results:Compared with the normal group,MVP group had more reduced MV coaptation reserve,greater MV leaflet reserve.Compared with the mild MR group,moderate to severe MR group had more reduced MV coaptation reserve,greater MV leaflet reserve.The parameter of annular contraction had no significant differences between the mild MR group and the control group,and this parameter in the moderate to severe MR group was significantly reduced compared with the control group.Conclusion:The MV leaflet and annular function can be assessed quantitatively by RT-3DTEE,which can provide evidence for the assessment of MV function and the design of surgery program.

Mitral valve prolapse;Echocardiography,Doppler,color

R542.51；R540.45

A

1008－1062（2016）02－0101－05

2015－06－15；

2015－10－07

张慧慧（1987-），女，黑龙江海伦人，在读硕士研究生。E-mail：xuyuanshaaa@163.com

陈昕，中国医科大学附属第一医院心血管超声科，110001。E-mail：chen_heart@163.com

沈阳市科技计划项目基金，项目编号：F15-199-1-32。